光合作用的原理和应用PPT

1、关于光合作用的原理和应用PPT现在学习的是第一页，共41页现在学习的是第二页，共41页光合作用的发现历程光合作用的发现历程1. 17711. 1771年普利斯特利实验年普利斯特利实验一段时间后一段时间后一段时间后一段时间后一段时间后一段时间后一段时间后一段时间后植物能更新空气植物能更新空气实验结论：实验结论： 。普利斯特利实验结果说服力不普利斯特利实验结果说服力不强，应如何设计对照实验？强，应如何设计对照实验？应将点燃的蜡烛和小鼠分别应将点燃的蜡烛和小鼠分别单独置于玻璃罩内，作为空单独置于玻璃罩内，作为空白对照。白对照。现在学习的是第三页，共41页17791779年，荷兰的英格豪斯年，荷兰的英

2、格豪斯 黑暗 光下 绿色植物只有在光照条件绿色植物只有在光照条件下才能更新污浊的空气下才能更新污浊的空气18451845年，德国科学家梅耶年，德国科学家梅耶 1785 1785年，发现空气的组成年，发现空气的组成 光能转变成化学能，将化学能储存在什么物质中呢？光能转变成化学能，将化学能储存在什么物质中呢？明确绿叶在光下释放的是氧气，明确绿叶在光下释放的是氧气，吸收的是二氧化碳。吸收的是二氧化碳。植物在进行光合作用时，把光能植物在进行光合作用时，把光能转换成化学能储存起来。转换成化学能储存起来。现在学习的是第四页，共41页2.18642.1864年年, ,德国科学家萨克斯实验德国科学家萨克斯实验

3、不变蓝不变蓝绿色绿色叶片叶片黑暗处黑暗处理理一半曝光一半曝光一半遮光一半遮光碘蒸汽碘蒸汽 4848小时小时2 2小时小时变蓝变蓝分析：分析：1.1.将绿叶先进行黑暗处理的目的是什么？将绿叶先进行黑暗处理的目的是什么？ 2.2.实验中的自变量是？因变量是？实验中的自变量是？因变量是？ 3.3.这个实验证明了什么？这个实验证明了什么？自变量是光的有无、因变量是有无淀粉生成自变量是光的有无、因变量是有无淀粉生成消耗掉叶片中的消耗掉叶片中的营养物质营养物质对照组是曝光处理、实验组是遮光处理对照组是曝光处理、实验组是遮光处理光合作用的产物除氧气外还有淀粉。光合作用的产物除氧气外还有淀粉。现在学习的是第五

4、页，共41页实验材料选择水绵，水绵的叶绿体呈螺旋式实验材料选择水绵，水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察；用好氧细菌可确定释放氧气带状，便于观察；用好氧细菌可确定释放氧气多的部位多的部位没有空气的黑暗环境，排除了氧气和光的干扰没有空气的黑暗环境，排除了氧气和光的干扰用极细光束照射，叶绿体上可分为光照多和光照用极细光束照射，叶绿体上可分为光照多和光照少的部位，相对于一组对照实验少的部位，相对于一组对照实验临时装片暴露在光下的实验再次验证实验结果临时装片暴露在光下的实验再次验证实验结果3.18803.1880年年 恩格尔曼实验恩格尔曼实验将载有将载有水绵水绵和和好氧细菌好氧细菌的临时装片放在的临时装

5、片放在没有空气没有空气的的黑暗黑暗环境中，然后环境中，然后用用极细极细的光束照射水绵。发现细菌只向叶绿体被光束照射到的部位的光束照射水绵。发现细菌只向叶绿体被光束照射到的部位集中。若将临时装片暴露在光下，细菌则分布在叶绿体所有受光部集中。若将临时装片暴露在光下，细菌则分布在叶绿体所有受光部位。位。现在学习的是第六页，共41页O O2 2是由叶绿体释放出来的，叶绿体是光是由叶绿体释放出来的，叶绿体是光合作用的场所合作用的场所恩格尔曼实验的结论是什么？恩格尔曼实验的结论是什么？现在学习的是第七页，共41页4.19394.1939年年 鲁宾鲁宾 卡门实验卡门实验H2OH218O18O2光照下的光照下

6、的球藻悬液球藻悬液C18O2O2 CO2分析：分析：1.1.鲁宾和卡门研究的课题是什么？鲁宾和卡门研究的课题是什么？ 2.2.他们采用了什么方法？实验的结果证明了什么？他们采用了什么方法？实验的结果证明了什么？ 3.3.该实验是否也是对照实验？该实验是否也是对照实验？相互对照相互对照同位素标记法同位素标记法光合作用释放的光合作用释放的O2来自来自H2O光合作用释放的光合作用释放的O来自来自H2O还是还是CO2?现在学习的是第八页，共41页( CH2 O)+O214CO2+ H2O14光能光能叶绿体叶绿体（1 1）方法：）方法：_（2 2）发现了卡尔文循环，即暗反应中碳的转移途径：）发现了卡尔文

7、循环，即暗反应中碳的转移途径：_5. 205. 20世纪世纪4040年代年代 卡尔文卡尔文同位素标记法同位素标记法CO2 C3 CH2O141414现在学习的是第九页，共41页年代年代科学家科学家结论结论17711771普利斯特利普利斯特利植物可以更新空气植物可以更新空气17791779英格豪斯英格豪斯只有只有在光照下在光照下只有绿叶才可以更只有绿叶才可以更新空气新空气18451845R.R.梅耶梅耶植物在光合作用时植物在光合作用时把光能转变成把光能转变成了化学能了化学能储存起来储存起来18641864萨克斯萨克斯绿色叶片光合作用绿色叶片光合作用产生淀粉产生淀粉18801880恩格尔曼恩格尔曼

8、氧氧由叶绿体释放出来，由叶绿体释放出来，叶绿体叶绿体是是光合作用的场所光合作用的场所19391939鲁宾鲁宾 卡门卡门光合作用释放的光合作用释放的氧氧来自来自水水2020世纪世纪4040代代卡尔文卡尔文光合产物中有机物的光合产物中有机物的碳碳来自来自COCO2 2光合作用探索历程光合作用探索历程现在学习的是第十页，共41页1.1.场所：场所：叶绿体叶绿体2.2.动力：动力：光光3.3.原料：原料：二氧化碳二氧化碳 水水4.4.产物：产物：糖类糖类 氧气氧气 概念：绿色植物通过概念：绿色植物通过叶绿体叶绿体，利用光能，把，利用光能，把二氧化碳和水二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出转

9、化成储存着能量的有机物，并且释放出氧气氧气的过程。的过程。通过以上的研究和探索，光合作用的场所、动力、原料、产物分别是通过以上的研究和探索，光合作用的场所、动力、原料、产物分别是什么？什么？现在学习的是第十一页，共41页叶绿体叶绿体中的色中的色素素H2O水的光解水的光解O2H ADP+Pi 酶酶 ATPco2C5光反应光反应2c3固固定定供氢供氢供能供能还还原原(CH2O) 糖类糖类 多种酶多种酶参加催化参加催化暗反应暗反应光合作用的过程光合作用的过程光能光能现在学习的是第十二页，共41页光反应光反应暗反应暗反应场所场所条件条件物质物质变化变化能量能量变化变化需光、色素、酶需光、色素、酶需多种

10、酶需多种酶叶绿体类囊体薄膜叶绿体类囊体薄膜叶绿体基质叶绿体基质水的光解、水的光解、ATPATP的合成的合成COCO2 2的固定、的固定、C C3 3的还原、的还原、ATPATP水解水解光能光能ATPATP中活跃化学能中活跃化学能有机物中稳定有机物中稳定化学能化学能H20O2HADP、PiATPCO2C3C5(CH2O)色素吸收光能不需要酶，水的光色素吸收光能不需要酶，水的光解与解与ATPATP的合成都需要酶的合成都需要酶现在学习的是第十三页，共41页H20O2HADP、PiATPCO2C3C5(CH2O)光反应光反应暗反应暗反应联系联系总反总反应式应式光反应光反应H、ATP暗反应暗反应ADP、

11、Pi光能光能叶绿体叶绿体（CH2O)+ O2CO2 + H2 O现在学习的是第十四页，共41页思考：思考：1. 1. 正常光合作用时，叶绿体中的正常光合作用时，叶绿体中的ATPATP移动方向是？移动方向是？ADPADP的移的移动方向是？动方向是？2. 2. 光反应合成的光反应合成的ATPATP的作用是？能否给其他生命活动提供能量？的作用是？能否给其他生命活动提供能量？ 暗反应所需要的暗反应所需要的ATPATP来自？能否来自呼吸作用产生的来自？能否来自呼吸作用产生的ATPATP？3. 3. 线粒体产生的线粒体产生的ATPATP作用是？作用是？ATPATP从类囊体移向基质从类囊体移向基质ADPAD

12、P从基质移向类囊体从基质移向类囊体光反应合成的光反应合成的ATP ATP 为暗反应为暗反应C C3 3还原提供能量还原提供能量不为其他生命活动提供能量不为其他生命活动提供能量暗反应所需暗反应所需ATPATP只来自光反应，没只来自光反应，没有来自呼吸作用的能量有来自呼吸作用的能量线粒体产生线粒体产生的的ATPATP为其他生命活动提供能量为其他生命活动提供能量现在学习的是第十五页，共41页4. 4. 光合作用和有氧呼吸、无氧呼吸都能产生光合作用和有氧呼吸、无氧呼吸都能产生HH，各自的作，各自的作用是？用是？5. 5. 暗反应有光无光都能进行。若光反应停止，暗反应可暗反应有光无光都能进行。若光反应停

13、止，暗反应可一直持续进行吗？一直持续进行吗？光合作用产生的光合作用产生的HH用于还原用于还原C C3 3有氧呼吸产生的有氧呼吸产生的HH与与O O2 2结合成水结合成水无氧呼吸产生的无氧呼吸产生的HH反应生成酒精或乳酸反应生成酒精或乳酸暗反应不能持续，缺少暗反应不能持续，缺少ATPATP、HH现在学习的是第十六页，共41页6.6.光和作用过程中光和作用过程中当供给当供给1414COCO2 2时，放射性出现的顺序是时，放射性出现的顺序是？ 当当供给供给3 3H H2 2O O时，放射性出现的顺序是时，放射性出现的顺序是？ 当供给当供给H H2 21818O O时，时，放射性出现的顺序是放射性出现

14、的顺序是？ O元素元素:H218O 1818O2C元素元素:1414CO21414C3（1414CH2O）H元素：元素：3 3H2O 3 3HC3 3H2O现在学习的是第十七页，共41页7.7.光合作用过程中，突然停止光照，光合作用过程中，突然停止光照，HH和和 ATP ATP、C3C3、C5C5的变化如何？原因？的变化如何？原因？光反应停光反应停止止HH ATPATPC C3 3还原还原受阻受阻C C5 5停止停止光照光照C C3 3 (CH(CH2 2O)O) 现在学习的是第十八页，共41页COCO2 2固定停固定停止止C C3 3 C C5 5 暗反应减暗反应减弱弱HH (CH(CH2

15、2O)O) ATPATP 8.8.光合作用过程中，突然停止光合作用过程中，突然停止CO2CO2供应，供应，HH和和 ATP ATP、C3C3、C5C5的变化如何？原因？的变化如何？原因？现在学习的是第十九页，共41页环境因素对光合作用的影响环境因素对光合作用的影响（1）光照）光照（2）二氧化碳浓度二氧化碳浓度（3）温度温度（4）矿质元素）矿质元素现在学习的是第二十页，共41页1 1光照强度光照强度A A点：点：_，产生，产生ATPATP的场所有的场所有_ABAB段：段：光合作用光合作用 呼吸作用呼吸作用B B点：点：光合作用光合作用 呼吸作用，产生呼吸作用，产生ATPATP的场所有的场所有_

16、B B点所示光照强度称为点所示光照强度称为_呼吸作用呼吸作用细胞质基质、线粒体细胞质基质、线粒体= = 细胞质基质、细胞质基质、线粒体、叶绿体线粒体、叶绿体光补偿点光补偿点C C点：点：光合作用光合作用_呼吸作用呼吸作用, ,光照强度称为光照强度称为_ 光饱和点光饱和点现在学习的是第二十一页，共41页限制限制B B、C C点光合作用强度的环境因素？点光合作用强度的环境因素？B B点限制光合作用强度的因素：点限制光合作用强度的因素：_；C C点限制光合作用强度的环境因素：点限制光合作用强度的环境因素：_。光照强度光照强度COCO2 2浓度、温度等环境因素浓度、温度等环境因素应用：应用：a.a.增

17、强光照强度增强光照强度 b. b.延长光照时间延长光照时间 措施：间作、轮作、套作措施：间作、轮作、套作 c. c.增加光合作用面积增加光合作用面积 措施：合理密植措施：合理密植现在学习的是第二十二页，共41页AB当光照强度大于当光照强度大于B时，光合作用与呼吸作用的细胞图呢？时，光合作用与呼吸作用的细胞图呢？现在学习的是第二十三页，共41页总总光光合合速速率率净光合净光合速率速率呼吸速呼吸速率率总光合速率总光合速率 = = 呼吸速率呼吸速率 + + 净光合速率净光合速率 净光合速率净光合速率 = = 总光合速率总光合速率 - - 呼吸速率呼吸速率 现在学习的是第二十四页，共41页净光合速率净

18、光合速率呼吸速率呼吸速率现在学习的是第二十五页，共41页夏季晴朗夏季晴朗的一天中植物光合作用强度日变化曲线的一天中植物光合作用强度日变化曲线 气孔关闭，气孔关闭，COCO2 2供应减少供应减少光照强度增强光照强度增强光照强度光照强度光合作用强度光合作用强度现在学习的是第二十六页，共41页光质：白光为复色光，光合作用能力最强；单色光光质：白光为复色光，光合作用能力最强；单色光中红光、蓝紫光较强，绿光最差中红光、蓝紫光较强，绿光最差(大棚薄膜用无色大棚薄膜用无色透明的薄膜透明的薄膜)现在学习的是第二十七页，共41页2.CO2.CO2 2浓度对光合作用强度的影响浓度对光合作用强度的影响(1)CO(1

19、)CO2 2浓度如何影响光合作用强度？浓度如何影响光合作用强度？COCO2 2影响暗反应阶段，制约影响暗反应阶段，制约C C3 3的形成。的形成。现在学习的是第二十八页，共41页(2)(2)应用：温室作物栽培时适当提高室内应用：温室作物栽培时适当提高室内COCO2 2浓度，如浓度，如施用有机施用有机肥肥NHNH4 4HCOHCO3 3、用用COCO2 2发生器发生器提高产量提高产量，大田中大田中“正其行，通其正其行，通其风风”，目的就是提高，目的就是提高COCO2 2浓度，提高产量浓度，提高产量COCO2 2补偿点补偿点COCO2 2饱和点饱和点A A点限制光合作用强度的因素：点限制光合作用强

20、度的因素：B B点后限制光合作用强度的因素：点后限制光合作用强度的因素：COCO2 2浓度浓度光照强度、温度光照强度、温度现在学习的是第二十九页，共41页3 3温度对光合作用强度的影响温度对光合作用强度的影响(1)(1)温度如何影响光合作用强度？温度如何影响光合作用强度？(2)(2)如何调节温度可以增加大棚农作物的产量？如何调节温度可以增加大棚农作物的产量？温度通过影响酶的活性影响光温度通过影响酶的活性影响光合作用合作用温室栽培植物时，白天调到光合作用最适温度，以提高温室栽培植物时，白天调到光合作用最适温度，以提高光合速率；晚上适当降低温室内温度，以降低细胞呼吸光合速率；晚上适当降低温室内温度

21、，以降低细胞呼吸速率，保证植物有机物的积累。速率，保证植物有机物的积累。（增大昼夜温差）（增大昼夜温差）现在学习的是第三十页，共41页4 4水分、水分、必需元素等因素对光合作用强度也有影响必需元素等因素对光合作用强度也有影响(1)(1)水既是光合作用的原料，又是体内各种化学反应的介质，如植水既是光合作用的原料，又是体内各种化学反应的介质，如植物缺水导致萎蔫，使光合速率下降。物缺水导致萎蔫，使光合速率下降。表明表明 。在农业生产中，可根据作物的需水规律，合理灌溉在农业生产中，可根据作物的需水规律，合理灌溉现在学习的是第三十一页，共41页N N：P P：MgMg：K K：光合酶的重要组分光合酶的重

22、要组分ATPATP的重要组分的重要组分叶绿素的重要组分叶绿素的重要组分促进有机物的运输促进有机物的运输4 4水分、水分、必需元素等因素对光合作用强度也有影响必需元素等因素对光合作用强度也有影响( (2 2) )矿质营养影响光合作用矿质营养影响光合作用现在学习的是第三十二页，共41页5 5多因子影响多因子影响 现在学习的是第三十三页，共41页 A. A.光照强度为光照强度为a a时，造成曲线时，造成曲线和和光合作用强度差异的原因是光合作用强度差异的原因是COCO2 2浓度浓度不同不同 B. B.光照强度为光照强度为b b时，造成曲线时，造成曲线和和光合作用强度差异的原因是温度光合作用强度差异的原

23、因是温度不同不同 C. C.光照强度为光照强度为a ab b，曲线，曲线、光合作用强度随光照强度升高而升高光合作用强度随光照强度升高而升高 D. D.光照强度为光照强度为b bc c，曲线，曲线、光合作用强度随光照强度升高而升高光合作用强度随光照强度升高而升高现在学习的是第三十四页，共41页总结：总结：影响光合作用速率的影响光合作用速率的外因（环境因素）：外因（环境因素）： 光照强度、光照强度、COCO2 2浓度、温度浓度、温度影响光合作用速率的影响光合作用速率的内因（自身因素）：内因（自身因素）： 酶的数量和活性、叶绿体的数量、色素含量酶的数量和活性、叶绿体的数量、色素含量现在学习的是第三十

24、五页，共41页下面是某植物叶肉细胞中光合作用和细胞呼吸的物质变化示意图，下面是某植物叶肉细胞中光合作用和细胞呼吸的物质变化示意图，其中其中为生理过程，为生理过程，ah为物质名称，请回答：为物质名称，请回答：(1)(1)图中物质图中物质b b和和g g的分别是的分别是_和和_。 (2)(2)物质物质a a分布在叶绿体的分布在叶绿体的_，提取该物质时，提取该物质时加入加入CaCO3CaCO3的目的是的目的是_。 (3)(3)过程过程、发生的场所依次是发生的场所依次是_和和_。 氧气氧气二氧化碳二氧化碳类囊体的薄膜上类囊体的薄膜上 防止色素被破坏防止色素被破坏 线粒体基质线粒体基质线粒体内膜线粒体内膜 现在学习的是第三十六页，共41页(4)(4)过程中，能够产生过程中，能够产生ATPATP的过程是的过程是_ _，ATPATP的的结构简式是结构简式是_，必须有氧气参与进行的是，必须有氧气参与进行的是_。(5